鑽屑回填式封孔技術

一、成果背景

新義煤礦工作麵主要采用順層鑽孔預抽回采區域煤層瓦斯的區域防突措施。主采的二1煤層，煤層鬆軟、極易發生孔壁坍塌，鑽孔施工困難，且鑽孔變形嚴重、收縮率高、瓦斯抽采衰減較快的現象。

針對新義煤礦煤層鬆軟、極易發生孔壁坍塌，且鑽孔變形嚴重、收縮率高、瓦斯抽采衰減較快的現狀，防突部實驗並應用了鑽屑回填式封孔技術。

在普通的封孔工藝中，不可避免出封孔液反應不完全、與鑽孔壁結合補嚴密進而導致鑽孔漏氣，其有效抽采效果大大降低。

二、技術方案

瓦斯抽采鑽孔的鑽進過程中，在一定範圍改變了煤體的原應力平衡狀態，鑽孔周圍形成人為的擾動裂隙帶場，產生大量次生裂隙，加之煤體原本的原生裂隙，使得鑽孔周圍的裂隙較為發育。而一般工藝的封孔，隻是將鑽孔端封堵，忽略鑽孔本身周壁的裂隙封堵。

(一)、回填式鑽孔封孔工藝(兩堵一注封孔工藝)原理：

通過帶壓注漿方式將鑽孔周壁裂隙內充填，從根本上改變鑽孔周圍應力狀態，從而減小裂隙發育程度，增加鑽孔密閉性，達到有效提高瓦斯抽采濃度的目的。

鑽屑回填式封孔管示意圖：

(二)、回填式封孔工藝專用封孔管的工作原理：

連接隔膜注漿泵—加壓(0. 5MPa )--囊袋膨脹注滿—壓力衝破爆破閥(0.3MPa )—對兩個囊帶之間進行注漿(同時對孔壁裂隙進行充填)。

(三)、鑽屑回填式封孔應用材料：

1、設備：注漿泵、瓦斯抽放管、改進囊袋式注漿管。

2、材料：鑽屑(煤粉)、水泥、添加劑、水。

3、經計算每個鑽孔需要60L左右漿液，為保險起見，準備85L水和鑽屑漿液(水灰比為0.8:1)

(四)、封孔過程：

1、將注漿管固定在瓦斯抽放管上，送入抽放鑽孔；

2、開動注漿泵，將水、水泥、鑽屑、添加劑等按比例倒入注漿泵，攪拌均勻；

3、向抽放鑽孔內注漿，開始階段，在漿液注滿兩端囊袋之前，注漿壓強逐漸增大，當囊袋注滿，壓強衝破爆破閥，注漿壓力會突然減小，在注滿兩個囊袋之間部位過程中逐漸增大。

4、停止注漿，封閉注漿管。

三、完成效果03manbetx

該技術與其他封孔技術有以下特點：

名 稱	Pvc管封孔 （一次封堵）	封孔液封孔 （兩堵一注）	鑽屑回填式封孔 （兩堵一注）	備注
封孔材料	Pvc雙抗管、封孔液	Pvc雙抗管、封孔液、水泥	Pvc雙抗管、鑽屑、 添加劑
封孔深度	8米	26米	26米
封孔工藝	毛巾、封孔液	囊袋、注漿管	囊袋、注漿管
封 孔（注漿）次 數	一次	兩次	一次
濃度下降	一個月以上	兩個月以上	兩個月以上
抽放效果	5%	7.3—11.6%	9.4—20.5%
孔壁結合	鬆散	致密	致密
封孔成本	530元/孔	1000元/孔	300元/孔
簡易程度	簡單	中等	簡單

瓦斯抽采鑽孔的鑽進過程中，改變了煤體的應力狀態，在鑽孔周圍形成一定範圍的擾動裂隙場，加之煤體的原生裂隙，鑽孔周圍的裂隙較為發育。兩堵一注封孔工藝是通過帶壓注漿方式改變鑽孔周圍應力狀態，從而減小裂隙發育程度，增加鑽孔密閉性。

(六)、瓦斯抽采效果(12050軌道本煤層8個孔，因鑽屑回填式封孔在本煤層封孔實驗時，選擇的比對鑽孔已連管抽放23天，因此以下所有抽放數據均為封孔連管抽放23天後至今瓦斯抽放數據(理工大學：5月15日至6月11日；新義礦：5月5日至6月1日)。

從上表可以看出：鑽屑回填式封孔在瓦斯抽采過程中，具有較好的封堵效果，濃度在連續測量51天後，仍在9.4—20.5%；相比采用水泥漿液封孔的鑽孔，瓦斯抽采濃度得到有效提高。

1、該工藝操作方法簡單，可實現標準化要求。

2、性價比較高，操作簡單易學，現場使用簡便。

3、性價比較高，實用性強，可以達到有效封孔杜絕孔壁漏氣的目的。

4、經使用，該技術有效提高抽采瓦斯濃度，可實現兩個月以上瓦斯抽采濃度達到9.4-20.5%。

該方法經井下現場進行實驗應用後，工藝簡便、可操作性和實用性強、封孔材料低廉，降低封孔成本和工人勞動強度，可有效提高瓦斯抽采濃度等優點。